[发明专利]分级无线网络中虚拟骨干节点断开连接后的恢复方法

说明书

一种分级无线网络中虚拟骨干节点断开连接后的恢复方法，在分级无线网络中，如果某个簇首发现其与另一簇首的连接断开，则该簇首更改数据包类型，并允许分级无线网络中的其他成员节点进行转发。分级无线网络中的每个节点发送自己的一跳邻居表，各成员节点根据收到的一跳邻居表计算得到两跳邻居表。每个成员节点根据计算的两跳邻居表计算自己是否属于SCDAS。属于SCDAS的成员节点计算自己的等级。如果成员节点收到更改后的数据包，根据自己的等级设定退避时延进行等待。如果在退避时延内再次收到相同的数据包，则放弃转发，否则直接转发。本发明不需要全网信息，适用于动态网络，并且以退避时延的方法，巧妙地解决了簇首难以获取部分成员信息的问题。

技术领域

本发明属于无线通信网络技术领域，涉及分级无线网络中虚拟骨干节点断开连接后的恢复方法。

背景技术

在分级无线网络中，骨干节点作为簇首，它们之间的连接至关重要。尤其是在动态网络中，骨干节点之间的连接可能会因为距离增大而断开，此时，网络整体的连通性将被破坏。如果增加骨干节点，网络成本在增加的同时，却不能从根本上解决此问题。但是簇首周围有大量的成员节点，如果利用这些成员节点中转信息，将有效解决簇首之间连接断开的问题。

为了延长网络节点寿命，降低网络内流量，选择的中转成员数目应该尽可能少。在目前已有的研究中，利用连通控制集(CDS)降低转发节点数目是一个较好的方法。CDS是一个网络内部分节点集合，集合内部任何两个节点之间均至少存在一条路径，集合外部每个节点至少与集合内部一个节点相连。但是目前大部分连通控制集构造方法均假设网络内所有节点具有相同的通信半径，部分构造方法考虑了节点之间通信半径的不同，但是假设每个节点可以得到自己的所有的邻居节点信息，包括控制节点和吸入节点。在分级网络中，簇首的通信半径和成员的通信半径之间相差较大，并且簇首也很难获取自己的完整的入度节点信息。因此，这些方法在分级网络中受到一定的限制，得到的节点集较大，难以满足实际需要。

发明内容

由于分级网络节点的通信半径不同，本发明提出了一种分级无线网络中虚拟骨干节点断开连接后的恢复方法，该方法是基于强连通控制吸入集(SCDAS)的恢复方法。强连通控制吸入集(SCDAS)是连通控制集(CDS)的一个特例。其同样是一个网络内部分节点集合，其集合外部每个节点至少可以在集合内部找到一个控制节点和吸入节点。本发明采用的强连通控制吸入集(SCDAS)构造方法是Rule1，Rule 2规则(参考文献：J.Wu,“Extendeddominating-set-based routing in ad hoc wireless networks with unidirectionallinks,”IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems,vol.13,no.9,pp.866–881,Sep 2002)。该方法完全利用周围两跳邻居的信息，在节点本地判断自己是否属于强连通控制吸入集(SCDAS)。本发明根据节点已经获得的两跳邻居信息对成员节点进行分类，采用退避时延的方法进一步减少转发成员节点数目。该方法不需要全网信息，适用于动态网络，并且以退避时延的方法，巧妙地解决了簇首难以获取部分成员信息的问题。

本发明的技术方案是：

一种分级无线网络中虚拟骨干节点断开连接后的恢复方法，具体如下：

在分级无线网络中，如果某个簇首a发现与另外一个簇首b之间的连接断开，其中簇首a为发送簇首，簇首b为接收簇首(也即需要恢复连接的目标簇首)，则该簇首a更改数据包类型，在更改类型后的数据包中包含目标簇首b的唯一标识，并且允许分级无线网络中的其他成员节点(含簇首)进行转发；

分级无线网络中的每个成员节点(含簇首)发送自己的一跳邻居表，每个成员节点将收到的一跳邻居表与自身邻居进行比较，计算得到自己的两跳邻居表；接着，每个成员节点根据Rule1，Rule2规则计算自己是否属于强连通控制吸入集；属于强连通控制吸入集的成员节点根据节点等级设定规则计算自己的等级。